LA MISURA DI DUREZZA

LA DUREZZA: DEFINIZIONE E MISURAZIONE

Anita Calcatelli, Alessandro Germak

I.N.RI.M.


4. Quadro normativo

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Contenuto 1. Considerazioni introduttive 2. Le scale di durezza

2.1 Considerazioni generali 2.2 Scala Brinell 2.3 Scala Vickers 2.4 Scala Rockwell 2.5 Scala Knoop 2.6 Scala Ludwick 2.7 Scala Shore

3. Campioni per la misurazione di durezza

4.1 Considerazioni generali 4.2 Struttura delle norme di riferimento internazionali

5. Incertezza di misura dei campioni di durezza nazionali italiani

5.1 Parametri che influenzano l’incertezza delle misure di durezza 5.1.1. Materiale 5.1.2. Durometri 5.1.3. Condizioni ambientali 5.1.4. Operatore

6. La taratura delle macchine per prove di durezza 6.1. Metodo diretto 6.2. Metodo indiretto 7. La disseminazione delle scale di durezza 7.1. Normativa principale di riferimento per la disseminazione 7.2. La disseminazione 8. Sviluppi futuri: l’unificazione delle scale 9. Interconfronti


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1. Considerazioni introduttive La durezza è una proprietà dei materiali ed è una grandezza meccanica non facile da

definire, come invece capita per altre grandezze derivate per cui si possono realizzare

campioni che costituiscono il riferimento nazionale (per esempio la forza, la pressione, la

portata, ecc). Esistono varie scale con diversi livelli, che, tuttavia, non corrispondono a

campioni ben definiti e conservati presso gli istituti metrologici.

Non è dunque possibile stabilire la riferibilità al SI come avviene per la maggior parte delle

grandezze con la conseguente realizzazione di campioni di vario livello, ma la riferibilità è

garantita a tutti i livelli della realizzazione della misurazione come verrà evidenziato nel

seguito, attraverso la taratura delle macchine con cui si eseguono le misurazioni.

Le misurazioni di durezza sono molto importanti dal punto di vista applicativo e quindi molti

istituti metrologici sono impegnati non solo nella definizione dei metodi di misurazione e di

taratura delle macchine impiegate ma anche nella opportuna definizione della grandezza

stessa attraverso norme adeguate e in continuo adattamento alle esigenze emergenti.

I materiali metallici per cui vengono comunemente richieste misurazioni di durezza sono:

ferro, acciaio, alluminio, rame, ottone, bronzo, ecc. Ma si determina anche la durezza per

materiali non metallici come elastomeri, gomme e materiali ceramici, ecc.

Le varie scale di durezza si differenziano tra di loro in base al metodo su cui le misurazioni

sono basate.

La prima definizione di durezza fu data da Friedrich Mohs (mineralogista austriaco, 1723 -

1839) ed é basata su un criterio empirico: “la resistenza che il materiale oppone alla

separazione delle sue particelle”. La scala Mohs assume come riferimento la durezza di

dieci minerali numerati progressivamente da 1 a 10 e tali che ciascuno è in grado di

scalfire quello che lo precede ed è scalfito da quello che lo segue. Il primo minerale della

serie é il talco, l'ultimo il diamante. La scala di Mohs, di seguito riportata, ha un valore

puramente indicativo.

Materiali TENERI (si scalfiscono con l'unghia.) 1. Talco 2. Gesso Materiali SEMI DURI (si rigano con una punta d'acciaio.)

3. Calcite

4. Fluorite 5. Apatite Materiali DURI (non si rigano con la punta di acciaio.) 6. Ortocalsio


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7. Quarzo 8. Topazio 9. Corindone 10. Diamante (carborundum)

E’ fondamentale trovare un accordo internazionale non solo per la definizione della

durezza dei materiali ma soprattutto per la metodologia di misurazione; per questo si darà

ampio spazio alla normativa di riferimento.

L’I.N.RI.M. (prima del 2006 l’IMGC) opera da più di 30 anni nel settore delle misure di

durezza. Inizialmente l’attività è stata concentrata sullo studio, sulla progettazione e sulla

costruzione delle macchine campione che realizzano le varie scale di durezza e degli

strumenti necessari per verificare la geometria dei penetratori utilizzati nelle diverse prove.

Dopo aver ottenuto, in questo campo, parecchi riconoscimenti sulla qualità della ricerca

effettuata per realizzare questi strumenti, che si sono rivelati altamente innovativi (tant'è

che alcuni di essi sono stati coperti da brevetto), è stata avviata una seconda fase di

ricerca volta a valutare le influenze metrologiche dei parametri che definiscono la

procedura della prova. A seguito di quest’analisi si è potuto costatare l’estrema importanza

di una corretta definizione dello strumento primario che si è rivelata la più importante fonte

d’incertezza della misura. Recentemente sono state avviate alcune azioni a livello

internazionale per porre l’attenzione sulla misurazione di questa grandezza che riveste un

importantissimo ruolo nei sistemi industriali, soprattutto nel controllo di qualità dei prodotti.

Dapprima si passano in rassegna le varie scale di durezza e nella bibliografia essenziale

sono riportati gli articoli più rilevanti sull'argomento e sulle macchine per misurarla.

Data la peculiarità della grandezza in esame, ampio spazio è dedicato alla normativa sia

internazionale sia nazionale ed un'ampia elencazione delle norme disponibili a livello

internazionale e recepite dall’ente di normazione italiano (UNI) è riportata nella parte della

bibliografia denominata “RIFERIMENTI NORMATIVI”, il cui numero attesta quanto sia

complessa la definizione, attraverso le normative, della grandezza durezza.

Nell’ultimo paragrafo è presentata, con i più rilevanti riferimenti bibliografici, l’esigenza di

raggruppare in un’unica “definizione” le varie scale per arrivare alla “Durezza Universale”

con le relative difficoltà di realizzazione.


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2. Le scale di durezza 2.1 Considerazioni generali Le prove di durezza sono sicuramente tra le prove meccaniche le più diffuse in quanto: - spesso non richiedono la realizzazione di specifici provini campione ma possono essere

eseguite direttamente sul prodotto finale;

- in alcuni casi non sono distruttive poiché alterano solo localmente il prodotto ed in

maniera spesso non significativa;

- possono fornire un’indicazione sullo stato micro-strutturale e su alcune fondamentali

proprietà meccaniche dei materiali;

- consentono di determinare indici di confronto per esprimere giudizi relativi a processi

tecnologici.

- permettono di fornire indicazioni utili per la qualifica di alcuni processi di produzione

come, ad esempio, trattamenti termici, rivestimenti, saldature, ecc.

- e sono generalmente molto rapide.

Per quanto riguarda i materiali metallici, le scale di durezza più utilizzate sono le seguenti: - scale di durezza Brinell

- scale di durezza Vickers

- scale di durezza Rockwell

Per gli elastomeri e le gomme si utilizza la scala Shore per la cui definizione sono state

pubblicate le norme di riferimento, ma, a differenza delle altre scale, non è prevista la

verifica dei durometri con i blocchi di riferimento data l’instabilità dei materiali. Per questo

motivo nessun istituto metrologico realizza e dissemina questa scala.

La scala Martens, determinata come parametro misurabile nella prova di penetrazione

strumentata, è stata recentemente introdotta dalla normativa internazionale e prevede di

coprire tutto il campo di misura coperto anche dalle altre scale tradizionali.

Per tutte le scale di durezza il principio base è lo stesso: un penetratore con un carico

applicato penetra nel materiale in prova, permane per un certo tempo e successivamente

mediante la valutazione della deformazione permanente (plastica o elasto-plastica) che il

materiale ha subìto, si fornisce un numero di durezza.

Tutte le scale però hanno le peculiarità seguenti: differiscono per le modalità di

esecuzione, per i parametri di prova, per la forma e dimensione del penetratore, per la

forza di carico applicato e per le modalità di misura della deformazione subita dal

materiale.


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Fondamentale per definire una scala di durezza è stabilire i processi di misurazione che

possono essere statici e dinamici. Tutti si riferiscono allo stesso principio più sopra

accennato: un corpo penetrante è premuto con continuità sul materiale con una forza di

prova ben definita. Si misura la deformazione locale che si origina nella parte plastica

(Vickers, Brinell) o elasto-plastica (Rockwell, Shore, Martens). Secondo il valore della

forza di prova si ha una sommaria suddivisione del campo di misurazione:

- macro-durezza (forza F > 30 N),

- durezza di piccola carica (2 - 30 N),

- micro-durezza (< 0,5N).

Le notissime “durezze Brinell, Vickers e Rockwell” sono basate su misurazioni con

processo Brinell, Vickers o Rockwell e appartengono ai processi statici di misurazione

della durezza. Statiche sono anche le prove di durezza Shore e Martens. Nei processi

dinamici (metodo di durezza Leeb) si fa scontrare un corpo penetrante con il pezzo in

prova con una certa energia cinetica e da una determinata distanza. In genere queste

prove sono impiegate principalmente per misurazioni su tubature, fulcri di turbine, ecc...

Fin dal 1900 lo svedese Johan August Brinell propose il suo metodo di misura della

durezza dei materiali mediante la penetrazione di una sfera di acciaio.

La proposta di Brinell di definire una scala secondo una prova codificata è la risposta

pratica all’esigenza di misurare la durezza di un materiale come una delle proprietà

meccaniche da correlarsi con altre proprietà molto più note quali la sollecitazione nominale

di rottura, la sollecitazione effettiva di rottura, il carico di snervamento, il carico limite

elastico convenzionale e la resilienza.

Il “successo” di questo metodo di misurazione è essenzialmente dovuto alla sua

semplicità, alla sua rapidità ed economicità, ma anche al fatto di poter essere considerato,

in alcune condizioni, una prova non distruttiva, da utilizzarsi quindi non su provini ma sui

pezzi finiti.

Le scale proposte da diversi autori e in vari tempi sono: - Brinell (1900)

- Ludwick (1908)

- Rockwell (1922)

- Vickers (1935)

- Knoop (1939)

Tutte le scale hanno come riferimento la definizione di durezza data Hertz nel 1895: “la durezza alla penetrazione di un materiale è la pressione normale, riferita all’unità di


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superficie, al centro di un’area di contatto, capace di sollecitare il materiale, in un suo

punto, al limite di elasticità: deformazione permanente per i corpi plastici ed incipiente

fessurazione per quelli fragili”.

Essendo la durezza una grandezza convenzionale, ogni tipo di scala è definita da una

propria definizione operazionale codificata da specifiche normative che stabiliscono la

metodologia di prova, dando dei valori di riferimento per ogni parametro d’influenza e la

relativa tolleranza ammissibile (intervallo di variabilità). Storicamente le misure di durezza

sono nate per velocizzare le prove meccaniche sui materiali metallici. Fu così che Brinell,

ingegnere e direttore di un’acciaieria svedese, nei primi anni di questo secolo, propose la

prima prova di durezza utilizzando una sfera di acciaio come penetratore. Dopo questa

prima scala che prese il nome dal suo ideatore, altre persone, quali Rockwell, Vickers e

Knoop, proposero altre scale con penetratori di diamante e altri valori della forza applicata.

In genere oltre a queste scale attualmente mantenute in tutti gli Istituti Metrologici

Nazionali, ve ne sono altre che recentemente hanno suscitato l’interesse dapprima

industriale e poi metrologico, come ad esempio le scale Shore per elastomeri e gomme e

la scala Martens.

Dunque il principale problema connesso con questo tipo di misurazioni consiste proprio

nella definizione della scala che, di solito, é data dalle normative internazionali in tre

diversi passi:

1) si definisce il metodo di prova, compresi, per ogni scala, i valori della forza

applicata, il metodo di misura e la formula per ricavare il valore di durezza;

2) si definisce il tipo di macchina da usare per la misurazione nella scala considerata,

le tolleranze relative ai parametri in gioco, il metodo per la taratura della macchina

considerata;

3) si definisce il tipo di macchina da usare per la taratura dei blocchi di riferimento, le

tolleranze relative ai parametri in gioco, il metodo per la taratura della macchina

considerata.

Nel caso della durezza Shore, esistono solo i primi due passi, mentre ancora incerta e non

definita rimane la procedura per taratura dei blocchi di riferimento e le caratteristiche

minime delle macchine da utilizzare per queste tarature. Mancando questo passo, ossia

l’accordo su come tarare i campioni di trasferimento e su come definire le caratteristiche

delle macchine che in pratica realizzano la scala, è impossibile al momento stabilire


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chiaramente una scala di riferimento. In questo settore alcuni passi avanti sono stati

compiuti da alcuni Istituti Metrologici, come ad esempio il PTB tedesco, ma, oltre a non

aver trovato ancora dei materiali da utilizzare per la costruzione dei blocchi di riferimento

sufficientemente stabili nel tempo, non si è ancora affrontato il problema della procedura

operativa atta a definire la scala stessa.

2.2 Scala Brinell Brinell, nell’intento di sostituire la lunga e costosa prova di trazione con una più rapida di

compressione, nel 1900 stabilì la base operazionale della prima scala di durezza

tecnologica mediante la penetrazione di una sfera di acciaio.

La procedura operativa per la prova consiste nel comprimere un penetratore di forma

sferica di acciaio temprato (sigla della durezza HBS) per cuscinetti oppure di metallo duro

come il carburo di tungsteno (sigla della durezza HBW), con una forza ben definita contro

la superficie del materiale in prova per un intervallo di tempo di 15 s, e, successivamente,

misurare i due diametri ortogonali dell’impronta dovuta alla deformazione plastica del

materiale e calcolare il numero di durezza.

Brinell chiamò numero di durezza il rapporto (Figura 1):

SFH =

dove: F = forza che agisce sulla sfera

S = superficie dell’impronta della sfera sul materiale

Figura 1. Principio di misura della durezza Brinell (Norma ISO 6506)


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La superficie S dell’impronta è calcolata mediante la seguente formula.

( )22 dDDD21S −−⋅⋅= π , con D diametro della sfera usata nella prova e d = (d1 + d2 )/2

media dei due diametri ortogonali.

E’ stata scelta la superficie dell’impronta S anziché la sua profondità h, perché di più facile

determinazione in funzione del diametro medio dell’impronta, mentre la profondità

dell’impronta è in genere più difficile da misurazione date le deformazioni plastiche intorno

all’impronta stessa. Comunque anche l’altezza ideale dell’impronta è ricavabile dal

diametro medio dell’impronta d, e dal diametro delle sfera di prova D, mediante la

relazione seguente:

( )22

21 dDDh −−=

La formula finale per la determinazione della durezza Brinell HB diventa quindi:

( ) ( )2222

2102,0

21

180665,980665,9 dDDD

F

dDDD

FxS

FHB−−⋅

⋅⋅=

−−⋅⋅==

ππ

F = forza in newton, D = diametro sfera di prova in millimetri, d = diametro medio impronta

in millimetri1.

Per le varie tipologie normalizzate di durezza Brinell vedasi Tabella 1 mentre le Figure 2,3

e 4 mostrano vari tipi di durometri.

Vantaggi: è una prova rapida, economica, non distruttiva e l’oggetto è riutilizzabile.

Svantaggi: Sono difficili i confronti tra diverse misure Brinell eseguite con forze di carico

e/o penetratori di dimensioni diverse. Infatti, è possibile solo confrontare prove eseguite

con parametri diversi solamente quando il rapporto d / D risulti pressoché uguale.

2.3 Scala Vickers Il metodo Vickers è strettamente derivato dal metodo Brinell ed utilizza per l’esecuzione

della misura la stessa definizione di rapporto tra forza applicata ed area della superficie

totale dell’impronta. Esso fu introdotto per superare i limiti del metodo Brinell alle durezze

1 originariamente si stabiliva la forza di carico P in kilogrammi-forza perciò il termine numerico al

denominatore rappresenta il passaggio ai newton attraverso il valore dell’accelerazione di gravità

standard.


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elevate. Infatti, in questo tipo di misurazione si utilizza un penetratore di diamante avente

la forma di piramide rovesciata a base quadrata.

La scelta della forma del penetratore, ideato da Smith e Sandlund (1922), è dettata dalla

facilità con la quale può essere ottenuta con la lavorazione di un diamante, contrariamente

alla forma cono-sferica del penetratore Rockwell in seguito descritto.

Inoltre i rapporti di forma dell’impronta non cambiano al variare delle sue dimensioni.

Per ottenere una scala comparabile a quella Brinell, l’angolo al vertice del penetratore fu

scelto di 136°, uguale quindi a quello formato dalle tangenti ad una calotta sferica

rappresentante un’impronta Brinell di dimensioni medie.

Tabella 1. Scale normalizzate di durezza Brinell: Tipi di classificazione, diametri della sfera, rapporti diametro/forza e forza di prova

(norma ISO 6506.)

Simbolo durezza

Diametro del penetratore a sfera

D/mm

Rapporto forza/diametro

0,13 x F/D2

Valore nominale della forza di prova /N

HBW 10/3000 HBW 10/1500 HBW 10/1000 HBW 10/500 HBW 10/250 HBW 10/100 HHBW 5/750 HBW 5/250 HBW 5/125 HBW 5/62,5 HBW 5/25 HBW 2,5/187,5 HBW 2,5/62,5 HBW 2,5/31,25 HBW 2,5/15,625 HBW 2,5/6,25 HBW 1/30 HBW 1/10 HBW 1/5 HBW 1/2,5 HBW 1/1

10 10 10 10 10 10

5 5 5 5 5

2,5 2,5 2,5 2,5 2,5

1 1 1 1 1

30 15 10 5

2,5 1

30 10 5

2,5 1

30 10 5

2,5 1

30 10 5

2,5 1

29420 14710 9807 4903 2452 980,7

7355 2452 1226 612,9 245,2

1839 612,9 306,5 153,2 61,29

294,2 98,07 49,03 24,52 9,807


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Figura 2. Apparecchio per la determinazione della durezza progettato da Brinell stesso.

Figura 3. Dispositivo di Brinell per la prova di durezza da applicarsi alle macchine di trazione.

Figura 4. Apparecchi a leva per prove di durezza secondo il metodo Brinell


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La procedura operativa per la prova consiste nel comprimere un penetratore di

diamante di forma piramidale con una forza nota contro la superficie del materiale in prova

per un tempo determinato (con un apparecchio del tipo di Figura 5), e successivamente

misurare le due diagonali dell’impronta dovuta alla deformazione plastica del materiale e

calcolare la durezza Vickers HV nel modo seguente (Figura 6):

222 .189,068280665,9

12/80665,9

2/13680665,9 d

Fd

Fsenxd

FsenxS

FHV =°

⋅=°

==

F = forza normale alle superfici del penetratore in newton

S = area della superficie dell’impronta in millimetri2 (d2/2)

d = diagonale media dell’impronta in millimetri (d1 + d2)/2

Per le varie tipologie normalizzate di durezza Vickers vedasi Tabella 2.

Figura 5. Apparecchio a leva per Figura 6. Principio di misura prove di durezza secondo il metodo Vickers della durezza Vickers.


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Tabella 2. Scale normalizzate di durezza Vickers:

Tipi di classificazione e forze nominali per prove normali e speciali di micro-durezza (norma ISO 6507)

Prova di durezza 1 Prove di durezza di bassa forza

Prove di micro-durezza 2

Simbolo della durezza

Valore nominale della forza di prova F/N





HV 5 49,03 HV 0,2 1,961 HV 0,01 0,09807 HV 10 98,07 HV 0,3 2,942 HV 0,015 0,1471 HV 20 196,1 HV 0,5 4,903 HV0,02 0,1961 HV 30 294,2 HV 1 9,807 HV 0,025 0,2452 HV 50 490,3 HV 2 19,61 HV 0,05 0,4903 HV 100 980,7 HV 3 29,42 HV 0,1 0,9807 1 Possono essere applicate forze di prova nominali > 980,7 N 2 Sono raccomandate forze di prova per prove di micro-durezza Vantaggi: l’inclinazione delle facce è costante; si usano anche forze di carico piccole per

ottenere valori di durezza del materiale in zone ravvicinate, buona accuratezza di misura.

La scala è unica per tutti i materiali.

Svantaggi: prova costosa che richiede un notevole intervallo di tempo in quanto la lettura

delle impronte si può fare solo al microscopio. 2.4 Scala Rockwell Rockwell introdusse la sua scala di durezza nel 1920 per superare alcuni limiti delle scale

Brinell e Vickers, ma soprattutto per aumentare la velocità delle prove.

Accanto ai notevoli vantaggi pratici, che portarono alla massima diffusione della scala

Rockwell tra le scale di durezza, fa riscontro, purtroppo, una perdita delle caratteristiche

metrologiche che invece erano osservate correttamente da Brinell e successivamente

migliorate da Vickers.

Le differenze sostanziali rispetto ai metodi Brinell e Vickers sono essenzialmente due: - nella misura della profondità di penetrazione eseguita direttamente dalla macchina

durante l’esecuzione della prova anziché del diametro dell’impronta eseguita

successivamente da parte dell’operatore (e quindi affetta da errori soggettivi);

- nell’uso di un penetratore di diamante per la misura su materiali più duri per evitare gli

effetti dovuti alla deformazione del penetratore.


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La procedura operativa per la prova consiste nell’applicare una forza iniziale nota al

penetratore (a sfera o a cono di diamante) per assestarlo sulla superficie del pezzo in

prova e stabilire il livello iniziale del penetratore o livello di zero di riferimento che non

risulta quindi influenzato dallo stato della superficie del pezzo (per esempio con un

apparecchio del tipo illustrato in Figura 7). Successivamente si applica al penetratore una

forza addizionale nota per un definito intervallo di tempo e la si rimuove per eliminare la

deformazione elastica ad essa dovuta. Infine si misura la posizione finale del penetratore

per determinare la profondità dell’impronta e calcolare i vari numeri di durezza Rockwell

nel modo seguente:

HRB = 130 – h/0,002 per il penetratore a sfera

HRC = 100 – h/0,002 per il penetratore a cono, dove h è la penetrazione del penetratore a

sfera o a cono nel materiale in prova espressa in millimetri. Per le diverse tipologie

normalizzate di durezza Rockwell vedasi Tabella3.

Figura 7. Apparecchi a leva per prove di durezza secondo il metodo Rockwell


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Tabella 3. Scale normalizzate di durezza Rockwell: Tipi di classificazione e di penetratori con forza di precarico e di carico addizionale

ed il tipico campo di applicazione (norma ISO 6508)

Scala di durezza

Rockwell

Simbolo della

durezza 1

Tipo di penetratore /mm

Forza per la prova

preliminare F0 /N

Forza per prova addizionale

F1/N

Forza totale di

prova F/N

Campo di applicazione

A B C D E F G H K

HRA HRB HRC HRD HRE HRF HRG HRH HRK

Cono di diamante Sfera 1,5875 mm Cono di diamante Cono di diamante Sfera 3,175 mm Sfera 1,5875 mm Sfera 1,5875 mm Sfera 3,175 mm Sfera 3,175 mm

98,07 98,07 98,07 98,07 98,07 98,07 98,07 98,07 98,07

490,3 882,6 1373 882,6 882,6 490,3 1373 490,3 1373

588,4 980,7 1471 980,7 980,7 588,4 1471 588,4 1471

Da 20 HRA a 88 HRA Da 20 HRB a 100 HRB Da 20 HRC a 70 HRC Da 40 HRD a 77 HRD Da 70 HRE a 100 HRE Da 60 HRF a 100 HRF Da 30 HRG a 94 HRG Da 80 HRH a 100 HRH Da 40 HRK a 100 HRK

15 N 30 N 45 N 15 T 30 T 45 T

HR15n HR30N HR45N HR15T HR30T HR45T

Cono di diamante Cono di diamante Cono di diamante Sfera 1,5875 mm Sfera 1,5875 mm Sfera 1,5875 mm

29,42 29,42 29,42 29,42 29,42 29,42

117,5 264,8 411,9 117,7 264,8 411,9

147,1 294,2 441,3 147,1 294,2 441,3

Da 70 HR15N a 94 HR15N Da 42 HR30N a 86 HR30N Da 20 HR45N a 77 HR45N Da 67 HR15T a 93 HR15T Da 29 HR30T a 82 HR30T Da 10 HR45T a 72 HR45T

1 per le scale che usano il penetratore sferico il simbolo della durezza deve essere completato con “S” se si fa uso di una sfera di acciaio, con “W” se si usa una sfera di metallo duro. NOTA: I diversi numeri di durezza Rockwell in funzione della classificazione prevista in tabella sono così determinabili: -HR = 100 – h / 0,002 per i tipi A, C, D; -HR = 130 – h / 0,002 per i tipi B, E, F, G, H, K; -HR = 100 – h / 0,001 per i tipi N, T, dove h è l’altezza dell’impronta in millimetri. La tabella 4 fornisce invece, per i materiali ferrosi comuni non legati oppure debolmente

legati, la conversione approssimata tra le seguenti caratteristiche meccaniche: Carico di

rottura; Durezza Vickers; Durezza Brinell; Durezza Rockwell. Quest’ultima nelle sue

classificazioni più comuni.

Vantaggi e svantaggi prova veloce, infatti è molto usata in campo industriale tra gli

svantaggi va notato che è una misura di durezza puramente convenzionale. L'unità di

misura è rappresentata dai punti della scala utilizzata (HRC per la scala Rockwell, HV per

la Vickers, HB per la Brinell, ecc.) I valori di durezza ottenuti con le diverse scale non si


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Tabella 4. Conversione approssimata tra le principali caratteristiche meccaniche dei materiali ferrosi comuni: carico di rottura (N/mm2), durezza Vickers (HV 10), durezza Brinell (HB) e durezza Rockwell (HR) nelle sue varie classificazioni (norma ISO 18265)

Forza di carico

Durezza Vickers

Durezza Brinell

Durezza Rockwell

N/mm2 HV10 HB HRB HRF HRC HRA HRD HR15N HR30N HR45N 255 270 285 305 320

80 85 90 95

100

76,0 80,7 85,5 90,2 95,0

41,0 48,0 52,0 56,2

82,6

87,0

335 350 370 385 400

105 110 115 120 125

99,8 105 109 114 119

62,3

66,7

90,5

93,6

415 430 450 465 480

130 135 140 145 150

124 128 133 138 143

71,2

75,0

78,7

96,4

99,0

101,4

495 510 530 545 560

155 160 165 170 175

147 152 156 162 166

81,7

81,5

103,6

105,5

575 595 610 625 640

180 185 190 195 200

171 176 181 185 190

87,1

89,5

91,5

107,2

108,7

110,1

660 675 690 705 720

205 210 215 220 225

195 199 204 209 214

92,5 93,5 94,0 95,0 96,0

111,3

102,4

740 755 770 785 800

230 235 240 245 250

219 223 228 233 238

96,7

98,1

99,5

113,4

114,3

115,1

20,3 21,3 22,2

60.7 61,2 61,6

40,3 41,1 41,7

69,6 70,1 70,6

41,7 42,5 43,4

19,9 21,1 22,2

820 835 850 865 880

255 260 265 270 275

242 247 252 257 261

(101)

(102)

23,1 24,0 24,8 25,6 26,4

61,0 62,4 62,7 63,1 63,5

42,2 43,1 43,7 44,3 44,9

71,1 71,6 72,1 72,6 73,0

44,2 45,0 45,7 46,4 47,2

23,2 24,3 25,2 26,2 27,1

900 915 930 950 965

280 285 290 295 300

266 271 276 280 285

(104)

(105)

27,1 27,8 28,5 29,2 29,8

63,8 64,2 64,5 64,8 65,2

45,3 46.0 46,5 47,1 47,5

73,4 73,8 74,2 74,6 74,9

47,8 48,4 49,0 49,7 50,2

27,9 28,7 29,5 30,4 31,1

995 1030 1060 1095 1125

310 320 330 340 350

295 304 314 323 333

31,0 32,2 33,3 34,4 35,5

65,8 66,4 67,0 67,6 68,1

48,4 49,4 50,2 51,1 51,9

75,6 76,2 76,8 77,4 78,0

51,3 52,3 53,6 54,4 55,4

32,5 33,9 35,2 36,5 37,8


17

Tabella 4 segue. Conversione approssimata tra le principali caratteristiche meccaniche dei materiali ferrosi comuni Forza di carico

Durezza Vickers

Durezza Brinell Durezza Rockwell

N/mm2 HV10 HB HRB HRF HRC HRA HRD HR15N HR30N HR45N 1155 1190 1220 1255 1290

360 370 380 390 400

342 352 361 371 380

36,6 37,7 38,8 39,8 40,8

68,7 69,2 69,8 70,3 70,8

52,8 53,6 54,4 55,3 56,0

78,6 79,2 79,8 80,3 80,8

56,4 57,4 58,4 59,3 60,2

39,1 44,1 41,7 42,9 44,1

1320 1350 1385 1420 1455

410 420 430 440 450

390 399 409 418 428

41,8 42,7 43,6 44,5 45,3

71,4 71,8 72,3 72,8 73,3

56,8 57,5 58,2 58,8 59,4

81,4 81,8 82,3 82,8 83,2

61,1 61,9 62,7 63,5 64,3

45,3 46,4 47,4 48,4 49,4

1485 1520 1555 1595 1630

460 470 480 490 500

437 447 456 466 475

46,1 46,9 47,7 48,4 49,1

73,6 74,1 74,5 74,9 75,3

60,1 60,7 61,3 61,6 62,2

83,6 83,9 84,3 84,7 85,0

64,9 65,7 66,4 67,1 67,7

50,4 51,3 52,2 53,1 53,9

1665 1700 1740 1775 1810

510 520 530 540 550

485 494 504 513 523

49,8 50,5 51,1 51,7 52,3

75,7 76,1 76,4 76,7 77,0

62,9 63,5 63,9 64,4 64,8

85,4 85,7 86,0 86,3 86,6

68,3 69,0 69,5 70,0 70,5

54,7 55,6 56,2 57,0 57,8

1845 1880 1920 1955 1995

560 570 580 590 600

532 542 551 561 570

53,0 53,6 54,1 54,7 55,2

77,4 77,8 78,0 78,4 78,6

65,4 65,8 66,2 66,7 67,0

86,9 87,2 87,5 87,8 88,0

71,2 71,7 72,1 72,7 73,2

58,6 59,3 59,9 60,5 61,2

2030 2070 2105 2145 2180

610 620 630 640 650

580 589 599 608 618

55,7 56,3 56,8 57,3 57,8

78,9 79,2 79,5 79,8 80,0

67,5 67,9 68,3 68,7 69,0

88,2 88,5 88,8 89,0 89,2

73,7 74,2 74,6 75,1 75,5

61,7 62,4 63,0 63,5 64,1

660 670 680 690 700

58,3 58,8 59,2 59,7 60,1

80,3 80,6 80,8 81,1 81,3

69,4 69,8 70,1 70,5 70,8

89,5 89,7 89,8 90,1 90,3

75,9 76,4 76,8 77,2 77,6

64,7 65,3 65,7 66,2 66,7

720 740 760 780 800

61,0 61,8 62,5 63,3 64,0

81,8 82,2 82,6 83,0 83,4

71,5 72,1 72,6 73,3 73,8

90,7 91,0 91,2 91,5 91,8

78,4 79,1 79,7 80,4 81,1

67,7 68,6 69,4 70,2 71,0

820 840 860 880 900

64,7 65,3 65,9 66,4 67,0

83,6 84,1 84,4 84,7 85,0

74,3 74,8 75,3 75,7 76,1

92,1 92,3 92,5 92,7 92,9

81,7 82,2 82,7 83,1 83,6

71,8 72,2 73,1 73,6 74,2

920 940

67,5 68,0

85,3 85,6

76,5 76,9

93,0 93,2

84,0 84,4

74,8 75,4

I valori di durezza Brinell fino a 450 HB sono stati determinati usando come penetratore una sfera di acciaio, i valori al di sopra sono stati determinati con una sfera di metallo duro. Nota: i valori in parentesi sono quelli che stanno al di fuori dell’intervallo definito con il metodo standard ma che possono essere usati come stime possono confrontare perché utilizzano unità di misura diverse. Confronti empirici possono

essere effettuati ma con molta attenzione (ad es. materiali simili, dimensione di impronte

simili, ecc.) (vedi norma ISO 18265)


18

2.5 Scala Knoop Questa scale utilizzano un penetratore ideato nel 1939 da Knoop (ovvero di F. Knoop, C.

G. Peters, W. B. Emerson) che è particolarmente adatto per prove superficiali sia su

materiali duri, sia su materiali fragili come vetro, ceramiche, carburi, cristalli, ecc.

Questo penetratore è costituito da una piramide di diamante avente per base, anziché un

quadrato come il penetratore Vickers, un rombo le cui diagonali sono in rapporto 1 a 7 e i

cui angoli tra gli spigoli sono i seguenti (vedasi anche Figura 8):

- α = 172° 30’

- β = 130° 00’

La durezza Knoop ha la stessa procedura operativa della durezza Vickers, ma il calcolo

del numero di durezza è il seguente:

222 45,11.80665,980665,9 d

Fdc

Fdc

PS

FHK ⋅=⋅

=⋅

=⋅

=

F = forza nominale della prova in newton

S = area della superficie dell’impronta in millimetri2

d = diagonale maggiore dell’impronta in millimetri

c = costante numerica dipendente dalle caratteristiche geometriche del penetratore

La costante numerica è determinabile dalla relazione seguente:

c = tang β/2 / 2.tang α/2 = 0,0703

Per le varie tipologie normalizzate di durezza Knoop vedasi Tabella 5.

Tabella 5. Scale normalizzate di durezza Knoop

(Norma ISO 4545)


Valore nominale della

forza F di prova /N

HK 0,01 0,09807 HK 0,02 0,1961 HK 0,025 0,2452 HK 0,05 0,4903 HK 0,1 0,9807 HK 0,2 1,961 HK 0,3 2,942 HK 0,5 4,903 HK 1 9,807


Figura 8 Principio di misura della durezza Knoop (norma ISO 4545)

Vantaggi e svantaggi: la prova Knoop fu studiata nel tentativo di migliorare l’incertezza di

misura della diagonale rispetto al metodo Vickers. A parità di area (e quindi

approssimativamente di durezza) misurando una diagonale più lunga, a parità di

incertezza assoluta, l’incertezza relativa diminuisce. Purtroppo, dato l’angolo tra le due

linee di bordo molto più acuto rispetto all’angolo retto osservato nelle impronte Vickers,

l’incertezza assoluta di misura aumenta, mentre quella relativa rimane pressoché costante

se non peggiore. Altro svantaggio consistono nell’influenza che questa misura risente

nell’orientamento della diagonale principale (di misura) rispetto alla disposizione delle fibre

nel materiale in prova e nella possibilità di frattura del materiale vicino al vertice più acuto

dell’impronta.

19


20

2.6 Scala Ludwick Questa scala, sebbene in disuso, va ricordata perché rappresenta il primo tentativo

effettuato nel 1907 di ovviare agli inconvenienti presentati dalla prova Brinell, così come

poi realizzato dal metodo proposto da Vickers.

Il numero di durezza Ludwick è il rapporto tra il carico applicato e l’area della superficie

conica dell’impronta lasciata sulla superficie di un corpo da un penetratore a forma di cono

circolare retto con apertura di 90°, ossia:

22 80665,9900,0

90665,8454

90665,8 dF

dFsen

SFH

⋅≈

⋅°

=⋅

=π

dove: F = forza di prova in newton

S = area della superficie dell’impronta in millimetri2

d = diametro dell’impronta conica in millimetri

La durezza Ludwick ha avuto poco successo perché i valori così trovati si scostavano da

quelli ottenuti col metodo Brinell a causa dell’errata scelta dell’angolo di apertura del cono

(problematiche superate dal penetratore Vickers).

2.7 Scala Shore Come si è detto é una scala usata per la misura della durezza su elastomeri e gomme.

Essa (così come altre scale utilizzate nello stesso settore applicativo, su materiali non

metallici) è ancora in fase di definitivo consolidamento e non è attualmente mantenuta in

nessun Istituto Metrologico Nazionale.

Pertanto in questo momento la riferibilità è data solo sulla taratura dei durometri di prova

eseguita esclusivamente col metodo diretto, ovvero, mediante verifica dei parametri di

influenza quali:

- forza di prova;

- scala di penetrazione;

- forma del penetratore.

La norma internazionale ISO 868 può, comunque, rappresentare un valido riferimento per

le prove su materie plastiche ed elastomeri; questa norma è stata recepita a livello

europeo e tradotta in italiano dall’UNI. Essa prescrive le condizioni di prova e la

metodologia di esecuzione per la durezza Shore.

3. I campioni per le misurazioni di durezza Nel campo delle misure di durezza è utilizzata un’ampia varietà di metodi e di attrezzature

che possono differire secondo il materiale in prova. Così come per qualsiasi grandezza


21

misurata, una misura di durezza è utile soltanto quando i risultati ottenuti in luoghi

differenti sono compatibili dentro ad un determinato intervallo d’incertezza di misura.

Un valore di durezza è il risultato una misurazione realizzata su di un pezzo di materiale in

prova sotto specifiche condizioni (procedure), normalmente basate su accordi

convenzionali (normative). La determinazione della durezza è essenzialmente realizzata in

due momenti:

1. esperimento o prova effettuati nelle condizioni prescritte per produrre un’impronta,

2. determinazione della dimensione caratteristica della penetrazione (diametro medio,

diagonale media o profondità dell’impronta).

All’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica sono stati progettati e costruiti tutti gli

strumenti necessari per la realizzazione delle principali scale di durezza ed i suoi laboratori

dispongono attualmente dei seguenti durometri campione:

- un durometro campione universale che realizza le scale seguenti (Figura 9):

- tutte le scale Rockwell

- le scale Brinell fino alla HB187,5

- le scale Vickers (da HV5 a HV100)

- un micro-durometro che realizza le scale seguenti (Figura 10):

- le micro scale Brinell

- le micro scale Vickers da HV0,2 a HV3.

Sono stati sviluppati anche strumenti per il controllo dimensionale dei penetratori e per la

misura automatica delle impronte Vickers e micro-Vickers. I metodi utilizzati sono

principalmente basati sull’analisi di immagini microscopiche e/o interferometriche con

algoritmi sviluppati ad-hoc per ottenere la miglior riproducibilità di misura possibile e

l’assoluta ininfluenza dall’operatore..

Va notato che vi è un continuo studio dei parametri che influenzano le misure di durezza

con il fine di sempre meglio conoscere il processo e meglio adeguare le normative e

superare le criticità dovute alle richieste industriali di diminuzione dei tempi di prova, ma,

nel frattempo, garantire scale di durezza metrologicamente corrette.

Difatti, nei vari sistemi di qualità aziendali la misurazione della durezza dei materiali é

sempre più richiesta come controllo della qualità della produzione ed è, pertanto, richiesto

di ridurre il più possibile il tempo di esecuzione della prova.


22

Figura 9. Durometro campione a pesi diretti sviluppato all’IMGC (ora I.N.RI.M.)

Figura 10. Micro-durometro campione sviluppato all’IMGC (ora I.N.RI.M.)


23

Ciò si scontra con le esigenze metrologiche che richiedono di eseguire le misure nelle

condizioni più stabili possibili, e quindi con tempi relativamente lunghi: occorre trovare, già

a livello di norma, un ragionevole compromesso.

4. Quadro normativo 4.1 Considerazioni generali La metodologia delle prove di durezza e della taratura delle relative macchine rappresenta

un tema incandescente perché si tratta di stabilire le prescrizioni che regolano le prove

stesse, il controllo, la taratura e la gestione delle macchine per eseguire le prove di

durezza. Da una parte l’industria che lavora la materia prima (produce il pezzo di

materiale) ha la necessità di diminuire l’incertezza da associare alle misure di durezza,

dall’altra l’industria siderurgica primaria e secondaria tende ad aumentare le tolleranze

(limiti di variabilità) dei singoli parametri.

Esempio evidente è la diminuzione dei tempi di permanenza delle forze di carico e

precarico con il mantenimento delle medesime tolleranze (il rapporto tra valore nominale e

la tolleranza diminuisce), il che comporta una maggiore dispersione dei risultati di prova

mentre altri fattori che influiscono sulla prova di durezza, ad esempio la velocità di

applicazione del carico, sono quasi completamente trascurati.

Si è detto che la durezza è una grandezza “convenzionale” definita da più grandezze:

- lunghezza - forza - tempo ed è nello stesso tempo influenzata da altri parametri (Figura 11).

Rigidità macchina di prova

Velocità di applicazionecarico

Tempo di permanenza carico

Tempo di permanenza precarico

Velocità di avvicinamento

Penetratore Dispositivo di misura impronta

Carico Precarico

Parametri metodologici

MISURA DI DUREZZA

Parametri Hardware

Figura 11. Parametri che influenzano la prova di durezza.


24

Difatti, se si analizza attentamente una prova di durezza, è evidente quanto questa misura

sia influenzabile dai vari fattori e quanto sia difficile considerare tutti i parametri che la

possono influenzare e mantenerli sotto controllo. Per questo gli enti normatori internazionali, europei e nazionali (ISO; EN; UNI) nel settore

meccanico stanno compiendo un notevole lavoro per la standardizzazione dei metodi per

l’esecuzione delle prove di durezza.

In Tabella 6 é riportata l’attuale situazione normativa ricordando che i documenti di

pubblicazione più recente sono le norme ISO, e gli enti normatori europei (CEN) e

nazionali (UNI) si stanno limitando semplicemente a recepire le norme ISO così come

sono state prodotte.

Tabella 6. Quadro normativo relativo alle principali prove di durezza su materiali metallici

Argomento Durezze Brinell Durezze Vickers Durezze Rockwell

Metodo di prova

ISO 6506-1

UNI EN ISO 6506-1

ISO 6507-1

UNI EN ISO 6507-1

ISO 6508-1

UNI EN ISO 6508-1

Procedura di taratura macchina

di prova

ISO 6506-2

UNI EN ISO 6506-2

ISO 6507-2

UNI EN ISO 6507-2

ISO 6508-2

UNI EN ISO 6508-2

Procedura di taratura blocchi di

riferimento

ISO 6506-3

UNI EN ISO 6506-3

ISO 6507-3

UNI EN ISO 6507-3

ISO 6508-3

UNI EN ISO 6508-3


25

4.2 Struttura delle norme di riferimento internazionali Le norme previste per ogni scala di durezza sono così articolate:

- Parte 1: definizione del metodo di prova;

- Parte 2: metodologia per la taratura delle macchine di prova;

- Parte 3: procedura di taratura dei blocchi di riferimento per la verifica indiretta delle

macchine di prova.

La parte 3, inoltre, stabilisce anche le caratteristiche che devono possedere le macchine

da utilizzare per la taratura dei blocchi di riferimento.

Come indicato in precedenza, non tutti i parametri che influenzano la prova di durezza

sono previsti dalle norme di riferimento e quindi se ne deve tenere conto nel calcolo

dell’incertezza. E’ risultato evidente nella fase di revisione delle norme la tendenza ad

eliminare i controlli su alcuni parametri o ad aumentare le tolleranze, a causa della scarsa

presenza della componente dell’industria manifatturiera in seno alle commissioni di studio

e di revisione delle norme.

Nelle norme riguardanti il metodo di prova sono solitamente descritti:

- il principio su cui si basa la prova di durezza eseguita;

- la metodologia di prova con riferimento ai tempi per l’applicazione e permanenza dei

carichi;

- le qualità che deve presentare il provino sia come dimensioni, sia come stato

superficiale ed i vari accorgimenti da seguire al fine di non inficiare le misure;

- le modalità di valutazione dell’impronta e le caratteristiche delle macchine di prova,

mediante richiami alle norme relative alla taratura delle macchine.

Nelle norme che riguardano la taratura delle macchine di prova sono presi in esame due

metodi:

- diretto

- indiretto

e sono definite le relative procedure da applicare per i due diversi metodi.

Infine, viene descritta la procedura di taratura dei blocchi di riferimento per la verifica

indiretta delle macchine per prove di durezza, che deve essere eseguita con macchine

aventi caratteristiche metrologiche migliori dei durometri per uso industriale.

Le norme relative alla taratura dei blocchi di riferimento definiscono anche la metodologia

di esecuzione delle misure e le caratteristiche dimensionali che devono avere i blocchi di

riferimento.


26

5. Incertezza di misura delle macchine campione nazionali Le scale di durezza nazionali che descrivono la misura della durezza nel modo seguente:

“la misura di durezza è ottenuta misurando la dimensione dell’impronta lasciata dal

penetratore applicato alla superficie del materiale, con forza, durata e velocità

dell’applicazione fissate dalla normativa internazionale” secondo il Decreto Ministeriale

591 del 30.11.93, sono realizzate, come si è accennato nel paragrafo 3, tramite opportuni

durometri campioni primari nazionali aventi le caratteristiche seguenti:

- la forza è generata mediante masse tarate soggette all’accelerazione di gravità locale.

- la misurazione della dimensione dell’impronta è effettuata tramite interferometro laser.

- il tempo di prova è riferibile ai campioni nazionali e internazionali del SI.

Pertanto, le incertezze raggiungibili a livello nazionale dall’Istituto Nazionale di Ricerca

Metrologica, sono le seguenti:

SCALA INCERTEZZA

• Scale Brinell (penetratore a sfera) 5.10-3

• Scale Rockwell (penetratore a sfera) 0,3 punti durezza

• Scale Rockwell (penetratore a cono di diamante) 0,2 punti durezza

• Scale Vickers (penetratore a piramide di diamante) 5.10-3

• Scale micro Vickers (penetratore a piramide di diamante) 0,2/d+5.10-3

(d è la diagonale dell’impronta in micrometri)

5.1 Parametri che influenzano l’incertezza delle misure di durezza

La misura della durezza può spesso, giustamente, essere considerata non distruttiva

poiché la parte esaminata è ancora in seguito utilizzabile. Tuttavia, la distruzione nel punto

reale della prova rende impossibile verificare il contributo all’incertezza dovuto alla

ripetibilità delle misure mediante la ripetizione della misurazione proprio in quel punto. E’,

quindi, importante che ogni singola misura sia realizzata con un alto grado di attenzione .

La tabella 7 elenca i più significativi parametri che influenzano l’incertezza delle misure di

durezza. Essi sono divisi in quattro gruppi principali:

1. Campione in prova 2. Durometro 3. Condizioni ambientali


27

4. Operatore Naturalmente questi contributi non influiscono necessariamente tutti nello stesso tempo o

ad ogni livello della catena metrologica sintetizzata nella figura 12.

5.1.1. Materiale del pezzo in prova

Dalla tabella 7 si può vedere che il pezzo del materiale in prova genera un importante

insieme di fonti d’incertezza e quindi di contributi possibili alla valutazione globale

dell’incertezza.

Per esempio, lo spessore del campione può essere un fattore critico per la selezione del

metodo di prova; risultati significativamente errati si possono avere se si adotta un metodo

non adeguato allo spessore del provino disponibile.

Materiale troppo sottile può essere più duro nel tempo a causa dell’effetto di deformazione

e conseguente indurimento della superficie.

Se il materiale è troppo sottile per sostenere la forza di prova durante la misura, il

penetratore stesso può essere danneggiato riducendo così l'affidabilità di una nuova

misura realizzata con quel penetratore .

La qualità della superficie del pezzo in prova può anche influenzare considerevolmente i

risultati della misura di durezza. Una superficie più ruvida richiederebbe una maggiore e/o

un penetratore di dimensioni maggiori per ottenere una profondità di penetrazione

maggiore; il metodo Brinell può quindi essere il più vantaggioso poiché è meno influenzato

da una superficie ruvida, rispetto a metodo Rockwell o Vickers e Micro-Vickers. Sebbene

le misure Brinell siano più tolleranti sulla finitura della superficie, ci sono limiti alla rugosità

di superficie ammissibile anche per questo metodo. In generale, l’uniformità della finitura

superficiale è importante per ottenere risultati corretti e riproducibili.

Oltre alla finitura superficiale, la pulizia della superficie è egualmente critica per una

misura corretta e riproducibile della durezza. Una superficie sporca di grasso, o con

presenza di ossidi o di polvere, può dare luogo a variazioni considerevoli dei risultati delle

misurazioni. Inoltre, il materiale del pezzo in prova o del blocchetto di riferimento può

persino essere irreversibilmente danneggiato dalla prova stessa.


28

Tabella 7. Parametri che influenzano le misure di durezza.

Fattori d’influenza

Fonte d’incertezza

Commenti

Parametri considerati per il calcolo

1. Pezzo di materiale in prova

- Spessore del pezzo in prova troppo piccolo - Supporto del pezzo in prova instabile - Struttura del grano troppo grande - Scarsa rifinitura della superficie di prova - Disomogeneità della superficie - Superficie sporca

Rilevante solo se non si è scelto in modo opportuno il metodo di prova.

2. Durometri a) Telaio b1) Sistema di misura della penetrazione b2) Sistemi ottici di misura c) meccanismo di applicazione della forza d) penetratori

Attrito Deformazione elastica Disallineamento del supporto del penetratore Errore d’indicazione Risoluzione insufficiente Non linearità Isteresi Errore d’indicazione Risoluzione insufficiente Apertura numerica degli

obiettivi Illuminazione non omogenea

dell’impronta Scarto dal valore di forza

nominale Scostamento dagli intervalli di

tempo del ciclo di prova Sistema di applicazione della

forza Sovraccarichi Danneggiamenti Deformazioni sotto carico

Rilevante solo per

Rockwell Rilevante solo per

Brinell, Vickers, Knoop

Rilevante solo per

penetratori di acciaio

Profondità di penetrazione h

Scarto di valore di forza nominale F0, F

Tempo di permanenza a forza iniziale e addizionale t0, t

Velocità di penetrazione v Raggio e angolo del

penetratore r, α 3. Condizioni ambientali

Variazioni di temperatura Vibrazioni e urti

4. Operatore Errore nella selezione del metodo di prova

Errori di valutazione, di lettura e di vaneggiamento


29

5.1.2. Durometri

La progettazione, il montaggio e lo stato del durometro sono critici per un buon risultato

della misurazione. L’attrito eccessivo può causare errori sistematici e non-ripetibilità delle

misure. Anche gli strumenti che operano correttamente possono dare risultati da scarsa

significatività a causa dell’eccessivo attrito nel sistema che applica la forza, che si

manifesta con un valore dell’incertezza più elevato di quello “reale” (in tal caso si dice che

si ha un “indurimento” della scala). Piccoli attriti del sistema di misura della profondità, si

possono pure verificare ed essi determinano un valore dell’incertezza minore (in tal caso si

dice che si manifesta un “ammorbidimento” della scala).

Un’eccessiva flessione della struttura del durometro e del supporto del pezzo in prova

(incudine) può causare seri problemi. Sovente si possono osservare variazioni da 1 a 3

punti di durezza dovuti ad un appoggio improprio del pezzo in prova e ad una

deformazione eccessiva del telaio del durometro.

Dato che si devono svolgere misurazioni di profondità di dimensioni molto piccole, il

sistema di misura è evidentemente critico. Per esempio, un punto della scala Rockwell è

equivalente ad una profondità della penetrazione di soltanto 2 µm, mentre è la metà per la

scala superficiale in cui si applicano forze più deboli e quindi si hanno penetrazioni minori;

ne consegue che l’incertezza di misura del sistema gioca un ruolo molto importante.

Il meccanismo di applicazione della forza deve applicare costantemente valori di forza

corretti. Il sistema deve garantire l’applicazione delle forze in conformità ai limiti di ± 1,0 %

per il livello utente e perfino di ± 0,1 % della forza nominale nei durometri per taratura d3ei

blocchetti.

L’applicazione delle forze richiede che sia la velocità, sia il tempo di applicazione siano

ben definiti. Con alcuni durometri gestiti manualmente, le variazioni di velocità di

applicazione della forza che si possono ottenere possono produrre variazioni nel risultato

fino ad 1 HRC a livello di 60 HRC. I materiali più teneri ed i materiali soggetti

all’indurimento da lavoro possono dare anche valori delle incertezze significativamente più

e3levati.

Naturalmente anche le caratteristiche del penetratore influenzano il valore dell’’incertezza

delle misure di durezza. I penetratori a sfera presentano meno problemi riguardo alla

geometria perché è relativamente facile produrre una sfera di metallo entro i limiti di


30

variabilità (tolleranze) richiesti. Va notato che Il supporto della sfera può anch’esso essere

una sorgente significativa d’incertezza.

I penetratori di diamante sono molto più difficili da produrre con una geometria ben

controllata e ne derivano potenziali, significative sorgenti potenziali di incertezza non

sempre facilmente individuabili, ma una loro dettagliata elencazione esula dallo scopo del

presente testo. È importante notare che i migliori penetratori di diamante prodotti oggi

presentano tra di essi variazioni fino a ± 0,5 HRC se confrontati sullo stesso durometro. E’

ovvio che penetratori di qualità peggiore danno variazioni significativamente più grandi.

5.1.3. Condizioni ambientali

La temperatura ambiente può influenzare considerevolmente i risultati delle misurazioni di

durezza, particolarmente se devono essere misurate impronte di piccole dimensioni: il

limite più basso per le impronte Vickers è 20 µm e la profondità minima per le impronte

Rockwell scala N e T è soltanto di 6 µm - 7 µm. Secondo le normative di settore,

l’intervallo di temperatura ammesso per l’esecuzione delle prove va da 10°C a 35°C; per la

taratura dei blocchi di riferimento esso è di (23 ± 5)°C. Questi intervalli sono fin troppo

larghi per alcune scale di durezza, ma operare al di fuori di questi intervalli dovrebbe

sempre richiedere grande attenzione. Se, comunque, fosse inevitabile operare al di fuori

dei limiti di temperatura indicati si dovrebbe almeno eseguire misurazioni comparative

pere poter valutarne gli effetti a priori.

La pulizia, le vibrazioni e le interferenze elettriche possono causare problemi significativi

che sono difficilmente qualificabili e quantificabili. Le misurazioni di micro-durezza a livelli

di forza ultra-bassi richiedono, naturalmente, ambienti assolutamente liberi da vibrazioni,

mentre per prove con valori di forza superiore a 200 mN i requisiti di vibrazioni non sono

così critici.

5.1.4. Operatore

E’ essenziale che le misurazioni di durezza o le operazioni di taratura delle macchine con

cui si realizzano siano effettuate da operatori adeguatamente addestrati. La mancanza di

qualificazione, di esperienza e di motivazione nel personale non può essere compensata

dai manuali di funzionamento. Per selezionare il metodo di prova adeguato è necessaria

una certa conoscenza del materiale: la struttura del grano, la durezza approssimativa e le

proprietà interne. A volte sono importanti anche le considerazioni pratiche, come ad

esempio il peso e le dimensioni della parte di cui deve essere misurata la durezza.

In molti casi sono importanti le posizioni in cui si eseguono le misurazioni sulla superficie

del provino. I punti di misura vanno individuati correttamente per garantirsi risultati corretti:


31

sono quindi normalmente da evitare misure, per esempio, vicine al bordo di un pezzo o

vicino ad altri punti di misura. Incertezze fino a 2 HRC non sono rare in questi casi.

Il controllo generale del modo di operare è molto importante. Alcuni durometri moderni

hanno caratteristiche che minimizzano l’influenza dell’operatore; tuttavia, l’esperienza è

ancora decisiva per una corretta misurazione di durezza.

6. La taratura delle macchine per prove di durezza

Come detto in precedenza, la misura di durezza è il risultato di una “prova convenzionale”

ed è confrontabile con altre misure di durezza solo se queste sono eseguite con le

medesime modalità operative e con apparecchiature aventi le stesse caratteristiche ed è

per questo motivo che gli enti normatori hanno emesso dei sistemi completi e coerenti di

norme tali da definire e standardizzare al massimo livello possibile tutti i passaggi

necessari per l’esecuzione delle prove in modo da rendere le misure riproducibili e

confrontabili.

Per soddisfare questo requisito è necessario attenersi completamente alle prescrizioni

normative sia relativamente all'esecuzione della prova, sia per quanto attiene la taratura

delle macchine di prova.

Le attuali norme prevedono che la taratura delle macchine per le prove di durezza possa

essere eseguita mediante i due metodi:

a) con metodo diretto

b) con metodo indiretto

6.1. Metodo diretto di taratura delle macchine Il metodo diretto prevede i controlli singoli di quei parametri, previsti dalle norme di

riferimento, che caratterizzano la prova di durezza ed influiscono sui risultati e in

particolare sono previsti i controlli seguenti:

- penetratore (è definita la geometria e il materiale con cui deve essere realizzato)

- sistema di applicazione delle forze (sono indicati oltre ai valori nominali i rispettivi limiti di

variabilità o tolleranze)

- sistema di misura dell’impronta (sono indicate le caratteristiche del sistema)

- verifica della rigidità della macchina (denominata comunemente cedevolezza)

Il metodo di verifica viene descritto per fasi in cui sono indicati importanti vincoli da

rispettare e il numero dei controlli da eseguire.

Questa taratura può essere difficilmente eseguita all’interno di un’azienda in quanto è

necessario disporre di dinamometri per la misura delle forze generate dalle macchine e di


32

particolari dispositivi per il controllo dei sistemi di misura dell’impronta (diametro o

diagonale per misuratori Brinell o Vickers, profondità dell’impronta nel caso di durometri

Rockwell.

Le norme di riferimento riportano anche le caratteristiche che debbono essere soddisfatte

dagli strumenti da utilizzare per la taratura delle macchine che sono sottoposte a verifica.

La frequenza delle tarature dirette dipende dalle condizioni di utilizzo delle macchine e,

nelle ultime norme internazionali (ISO) revisionate, è prescritto che dette tarature vengano

eseguite almeno:

- all’installazione della macchina;

- dopo ogni intervento manutentivo che ha portato a modifiche o messe a punto della

macchina;

oppure

- quando la verifica non fornisce risultati positivi o non è stata effettuata nell’ultimo anno.

Estendendo le indicazioni minime richieste dalla normativa, si può pertanto consigliare, nel

caso di apparecchiature installate presso laboratori con un buon grado di pulizia ed un uso

saltuario, di eseguire la taratura diretta non oltre due anni dalla precedente; ovviamente

nel caso di macchine per prova di durezza installate in officina o in fonderie è necessario

ridurre l’intervallo tra due tarature dirette.

6.2. Metodo indiretto di taratura delle macchine La taratura indiretta si esegue utilizzando blocchi di riferimento di durezza certificati. Per

ogni scala di durezza è necessario disporre di almeno due o tre blocchi con differente

valore nominale in modo da poter verificare la scala di misura in più posizioni.

Su ogni blocco si eseguono cinque prove e, utilizzando i singoli valori ottenuti, si

determina:

• lo scostamento dal valore nominale di lettura: differenza tra il valore medio di lettura ed

il valore certificato del blocco di durezza;

• la ripetibilità di lettura:differenza tra il massimo ed il minimo dei cinque valori di durezza

ottenuti.

La taratura indiretta dei durometri per mezzo dei blocchi di riferimento deve avere una

periodicità non superiore all’anno e deve essere collegata ad una iniziale verifica diretta. In

caso di verifica è indispensabile eseguire sempre la verifica diretta. Tuttavia la periodicità

dei controlli dipende sostanzialmente dalle condizioni di utilizzo e manutenzione della

macchina.


33

7. La disseminazione delle scale di durezza 7.1 La normativa principale di riferimento La Tabella 8 riporta in sintesi la catena di riferibilità per la disseminazione della scala della

durezza dal livello internazionale al livello nazionale, individuando la catena metrologica

costituita dalle seguenti strutture consequenziali:

- Enti di Normazione Internazionale, che definiscono la scala della durezza

- Istituto Primario Nazionale (per l’Italia I.N.RI.M.), che realizza e mantiene la scala della

durezza

- Laboratori di Taratura Secondari (per l’Italia il COPA attraverso il SIT), che

disseminano la riferibilità agli utenti dela scala della durezza

- Industria Nazionale o Internazionale, che utilizza e garantisce la riferibilità alla scala

della durezza dei suoi prodotti

Tabella 8 Schema della disseminazione delle scale di durezza in Italia. Il diagramma mostra le norme di riferimento, i laboratori responsabili per ogni livello: esempio per la scala Rockwell

CIPM DEFINIZIONE DELLA SCALA DI DUREZZA

I.N.RI.M. DUROMETRO CAMPIONE PRIMARIO

I.N.RI.M. TARATURA BLOCCHI DI RIFERIMENTO PRIMARI ISO 6508-3

SIT DUROMETRI CAMPIONE SECONDARI ISO 6508-3

SIT TARATURA BLOCCHI DI RIFERIMENTO ISO 6508-3

SIT TARATURA DUROMETRI INDUSTRIALI ISO 6508-2

Industria MISURE DI DUREZZA ISO 6508-1


34

Per quanto riguarda infine le caratteristiche metrologiche da controllare nella verifica

periodica diretta ed indiretta dei durometri industriali, secondo la recente normativa

internazionale ed europea (e quindi italiana), si ha:

a) Verifica diretta: - penetratore

- sistema di applicazione dei carichi

- sistema di misura dell’impronta

- verifica della rigidità della macchina

b) Verifica indiretta: - scostamento (errore)

- ripetibilità (convenzionale)

La Tabella 9 si riferisce alla verifica diretta di durometri per la scala Rockwell tipo HRC; in

essa sono indicati, oltre alla norma iSO che deve essere seguita, anche i limiti di

accettabilità dei vari parametri.

Tabella 9 Verifica diretta durometri per scala Rockwell tipo HRC

Parametro di riferimento Limiti di accettabilità

NORMA ISO 6508-2

Cedevolezza (rigidità) ± 0,5 HRC

Penetratore:

- Raggio

- Cono

- Rettilineità

0,20 ± 0,01 mm

120 ± 0,35°

0,001 mm

Forza di precarico 98,07 N ± 2 %

Forza di carico 1471 N ± 0,7 %

Dispositivo misura impronta ± 1 µm (0,5 HRC)

La tabella 10 si riferisce, invece, alla verifica indiretta dei durometri sempre per la

scala Rockwell HRC.


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Tabella 10 Verifica indiretta durometri per scala Rockwell tipo HRC

Parametro di riferimento Limiti di accettabilità

NORMA ISO 6508-2

Scostamento tra valore medio

rilevato e valore nominale del

blocco

(errore)

± 1,5 HRC

Ripetibilità convenzionale

(max-min)

± 0,03 e e = (h/µm)/ 2

7.2 La disseminazione La disseminazione delle scale di durezza è basata su tre elementi principali:

a) la definizione della scala di durezza: descrizione del metodo di misura, delle

tolleranze relative alle grandezze coinvolte e delle condizioni ambientali.

b) i durometri: i durometri per taratura per la produzione industriale di blocchi di

riferimento di durezza sono differenti dalle durometri primari che sono la migliore

materializzazione della definizione delle scale di durezza.

c) i blocchi di riferimento di durezza: occorre distinguere tra blocchi di riferimento di

durezza primari, tarati da durometri primari e usati quando è necessaria la più alta

accuratezza, per esempio per la verifica e la taratura di durometri per taratura, e

blocchi di riferimento di durezza, tarati da queste ultime e utilizzati principalmente per

la verifica e la taratura di durometri industriali.

La figura 12 mostra la struttura a quattro-livelli della catena metrologica necessaria per

definire e disseminare le scale di durezza. La catena comincia al livello internazionale

usando le definizioni internazionali delle varie scale di durezza per effettuare i confronti

internazionali.

A livello nazionale, un certo numero di durometri primari “producono” blocchi di riferimento

di durezza primari per la taratura a livello di laboratorio. Naturalmente, la taratura diretta

e la verifica di questi durometri dovrebbero essere fatte al più basso possibile valore

dellincertezza.


Per il primo punto si è cominciato, a livello internazionale, a definire le scale di durezza in

modo tale che loro materializzazione effettuata nei laboratori degli Istituti Metrologici

Nazionali possa essere effettuata con la minor incertezza possibile. Questa è poi verificata

tramite opportuni confronti internazionali, chiamati confronti-chiave.

Livello internazionale Confronti Definizioni

internazionali

Livello nazionale Durometri campione diretta

taratura

Di tartura

Blocchi di riferimento

Livello di laboratorio di durezza primari per taratura

Livello utilizzatore Durometri

di durezza industriali

Misura

Di durezza

internazionali

Durometridiretta

taratura

diretta taratura

Blocchi di riferimento

Figura 12 La struttura a quattro livelli della catena metrologica per la definizione e la disseminazione delle scale di durezza

A livello di laboratorio di taratura, i blocchi di riferimento di durezza primari sono usati per

qualificare i durometri per taratura che devono anche essere tarati direttamente ed

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37

indirettamente. Questi durometri sono utilizzati per tarare i blocchi di riferimento di durezza

per il livello utente.

A livello di utente, i blocchi di riferimento di durezza sono usati per tarare i durometri

industriali in modo indiretto, dopo che siano stati tarati direttamente.

La stabilità delle scale di durezza è essenzialmente garantita da questa procedura di

taratura a due-passi per i durometri:

1. La taratura diretta assicura che il durometro stia funzionando correttamente in

conformità con le definizioni della durezza in considerazione dei parametri controllati;

2. La taratura indiretta con i blocchi di riferimento di durezza riguarda le prestazioni del

durometro nell'insieme.

I requisiti principali dei blocchi di riferimento di durezza sono la stabilità nel tempo e

l’uniformità della superficie del blocco. La tecnologia di produzione dei blocchi di

riferimento sta sviluppandosi con il miglioramento dei durometri campione.

In alcuni casi i blocchi di durezza tarati con i durometri campione sono usati direttamente

per la verifica e la taratura dei durometri industriali. Ciò non è in conformità con la struttura

a quattro livelli della figura 12, ma ci sono buoni motivi per operare in questo modo. Nella

metrologia della durezza, la regola classica che stabilisce che lo strumento di riferimento

deve essere di un ordine grandezza, o almeno di un fattore tre, migliore del dispositivo

controllato, in molti casi non può essere applicata. La differenza di incertezza fra il livello

nazionale ed il livello di utente è ragionevolmente piccolo ed ogni passo da un livello al

successivo aggiunge un contributo supplementare all’incertezza totale; così la gerarchia

del quattro-livelli può condurre ad incertezze troppo grandi per certi valori di durezza a

livello utente. La maggior parte dei problemi metrologici dei confronti di durezza, della

propagazione dell’errore e della riferibilità ai campioni, hanno le loro origini in questo fatto..

8. Sviluppi futuri: l’unificazione delle scale La recente normativa relativa alla prova di penetrazione strumentata ha lo scopo di

cercare di ricavare i parametri meccanici caratteristici del materiale dai risultati di

misurazione effettuate in una singola prova di penetrazione. Questa misurazione di

durezza, chiamata originariamente “durezza universale” ma poi ribattezzata durezza

Martens, prevede una prova con l’acquisizione del diagramma forza-deformazione, sia

nella fase di carico che di scarico della forza. Nella Figura 13, che rappresenta


l’andamento tipico della prova di penetrazione, si può distinguere la deformazione plastica

da quella permanente.

La durezza Martens è misurata durante l’applicazione della forza ed include la parte

elastica e plastica della deformazione. La durezza Martens, espressa in N/mm2 è definita

come:

)(hAFHM =

dove F è la forza di prova e A(h) l’area apparente della penetrazione.

Figura 13 Diagramma forza-deformazione di una prova di penetrazione strumentata. 1) Incremento della forza di prova. 2) rimozione della forza. 3) tangente della curva 2 a Fmax.

Figura 14 – Lavoro di deformazione della parte elastica e plastica

La prova di penetrazione strumentata, oltre a risolvere il problema delle prove di durezza

su materiali non tradizionali, ossia nei casi in cui è impossibile osservare e misurare le

impronte o quando si possono applicare solo forze di valore molto piccolo, dovrebbe

permettere di calcolare, oltre al valore di durezza Martens HM, anche la parte di lavoro

elastico e plastico (Figura 14), la durezza plastica, il modulo elastico, lo scorrimento ed il

rilassamento del materiale.

Alcuni strumenti che realizzano questo tipo di prova sono stati sviluppati da aziende

private o da Istituti di ricerca, sia nel campo delle nano-penetrazioni, che nelle micro e

nelle macro. Molti strumenti sono oggi presenti nelle università, nei laboratori di ricerca e

nelle aziende.

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9. Interconfronti Un’importante attività degli Istituti Metrologici Nazionali è il confronto delle macchine

campione per confermare innanzitutto la correttezza dei valori stimati dell’incertezza

attribuita alle misure, e conseguentemente il mutuo riconoscimento dei campioni (Mutual

Recognition Arrangement-MRA) .

Nell’ambito delle scale storicamente mantenute nei diversi laboratori, molti interconfronti

sono stati effettuati in passato; alcuni occasionalmente mentre altri, come ad esempio

quelli europei, con scadenze quadriennali.

Da quando opera il Gruppo di Lavoro sulla Durezza (CCM-WGH) del Comitato

Internazionale dei pesi e Misure (CIPM), si sono già svolti due confronti chiave (scale

Vickers e Brinell) ed un altro è in fase di attuazione (Scala Rockwell C).

L’I.N.RI.M. ha effettuato numerosi confronti con Istituti Metrologici Nazionali di Paesi

europei, tra i quali Regno Unito, Germania, Francia, Ungheria, Austria e di diverse nazioni

extra-europee, come USA, Brasile, Cina, Giappone, Corea, Singapore e Australia.

BIBLIOGRAFIA GENERALE Barbato, G. “Le misure di durezza nel loro iter storico”

Qualificazione Industriale (2001) Barbato G. - Desogus S. - Grattoni P. ”Automatic Vickers indentation measurement and

testing of metals for structures”,Edited by F. M. Mazzolani (1992) Bertozzi R. - Germak A.”La misura di durezza sui materiali metallici “

Convegno Annuale SIT (1995) Bertozzi R. - Germak A.” Le macchine per prove di durezza sui materiali metallici “

Qualificazione Industriale (2001) Brinell J.A. “Ein Verfahren zür Härtebestimmung, nebst einigen Anwendungen desselben“

Baumaterialienkunde - Stuttgart - V. Jahrgang - S. 276, 294, 317, 392, 412 (1900) Prever V. “La prova di Brinell quale metodo ausiliario nel collaudo dei materiali di

costruzione”,Associazione Italiana per gli Studi sui Materiali da Costruzione - F.lli Peretto (1919)

D. Smith, Instrumented Indentation Testing – The future of hardness testing?, Hardness

Standardization Workshop: Speaker’s Presentation Materials, NIST Gaithersburg,

June 29th and 30th, 1998


40

S. Desogus, A. Germak, F. Mazzoleni, scale di durezza mantenute all’IMGC: confronto

con altri istituti metrologici, Convegno annuale SIT, Torino 24-25 Settembre 1996,

pp. 73-78

RIFERIMENTI NORMATIVI UNI 4655:1987 Prove meccaniche dei materiali metallici non ferrosi. Prova di durezza Brinell a caldo UNI 7319:1974 Elastomeri: prove su vulcanizzati. Determinazione della durezza in gradi internazionali su provette di spessore diverso dal normale e su prodotti finiti. UNI ISO 3350:1985 Legno. Determinazione della durezza statica. UNI ISO 3387:2009 Gomma - Determinazione degli effetti di cristallizzazione mediante misurazioni di durezza UNI ISO 4384-2:1987 Cuscinetti radenti. Prova di durezza sui materiali antifrizione. Materiali massicci (monostrato). UNI ISO 48:2008 Gomma vulcanizzata o termoplastica - Determinazione della durezza (durezza compresa tra 10 IRHD e 100 IRHD) UNI ISO 7619-1:2009 Gomma vulcanizzata o termoplastica - Determinazione della durezza di penetrazione - Parte 1: Metodo mediante durometro (durezza Shore) UNI ISO 7619-2:2005 Gomma vulcanizzata o termoplastica - Determinazione della durezza di penetrazione - Parte 2: Metodo con misuratore tascabile IRHD UNI EN 1043-1:1997 Prove distruttive di saldature su materiali metallici. Prova di durezza. Prova di durezza su giunti saldati ad arco. UNI EN 1043-2:1997 Prove distruttive sulle saldature di materiali metallici. Prova di durezza. Prove di microdurezza su giunti saldati. UNI CEN/TS 1071-7:2003 Ceramiche tecniche avanzate - Metodi di prova per i rivestimenti ceramici - Determinazione della durezza e del modulo di Young mediante prova di penetrazione strumentata UNI EN 13523-4:2001 Nastri metallici rivestiti - Metodi di prova - Durezza alla matita UNI EN 13892-6:2004 Metodi di prova dei materiali per massetti - Parte 6: Determinazione della durezza superficiale UNI EN 14205:2004 Metodi di prova per pietre naturali - Determinazione della durezza Knoop UNI EN 23878:2003 Metalli duri - Prova di durezza Vickers


41

UNI EN 59:1977 Materie plastiche rinforzate con fibre di vetro. Determinazione della durezza mediante durometro barcol. UNI EN 843-4:2005 Ceramiche tecniche avanzate - Proprietà meccaniche delle ceramiche monolitiche a temperatura ambiente - Parte 4: Prove di durezza superficiale Vickers, Knoop e Rockwell UNI EN ISO 14271:2002 Prove di durezza Vickers su saldature a resistenza a punti, a rulli e a rilievi (prova a carico ridotto e microdurezza) UNI EN ISO 14577-1:2004 Materiali metallici - Prova di penetrazione strumentata per la determinazione della durezza ed altri parametri dei materiali - Parte 1: Metodo di prova UNI EN ISO 14577-2:2004 Materiali metallici - Prova di penetrazione strumentata per la determinazione della durezza ed altri parametri dei materiali - Parte 2: Verifica e taratura delle macchine di prova UNI EN ISO 14577-3:2004 Materiali metallici - Prova di penetrazione strumentata per la determinazione della durezza ed altri parametri dei materiali - Parte 3: Taratura dei blocchetti di riferimento UNI EN ISO 14577-4:2007 Materiali metallici - Prova di penetrazione strumentata per la determinazione della durezza e dei parametri dei materiali - Parte 4: Metodo di prova per rivestimenti metallici e non metallici UNI EN ISO 18265:2005 Materiali metallici - Conversione dei valori di durezza UNI EN ISO 2039-1:2006 Materie plastiche - Determinazione della durezza - Parte 1: Metodo di penetrazione con sfera UNI EN ISO 2039-2:2001 Materie plastiche - Determinazione della durezza - Durezza Rockwell UNI EN ISO 2439:2009 Materiali polimerici cellulari flessibili - Determinazione della durezza (tecnica dell'impronta) UNI EN ISO 2815:2005 Pitture e vernici - Determinazione della durezza con il metodo di penetrazione Buchholz UNI EN ISO 3738-2:2006 Metalli duri - Prova di durezza Rockwell (scala A) - Parte 2: Preparazione e taratura dei blocchetti di riferimento UNI EN ISO 4498:2007 Materiali metallici sinterizzati, con esclusione dei metalli duri - Determinazione della durezza apparente e della microdurezza UNI EN ISO 4507:2007 Materiali ferrosi sinterizzati, cementati o carbonitrurati - Determinazione e verifica della profondità della cementazione mediante misurazione della microdurezza UNI EN ISO 4545-1:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Knoop - Parte 1: Metodo di prova UNI EN ISO 4545-2:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Knoop - Parte 2: Verifica e taratura delle macchine di prova UNI EN ISO 4545-3:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Knoop - Parte 3: Taratura dei blocchetti di riferimento


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UNI EN ISO 4545-4:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Knoop - Parte 4: Prospetto dei valori di durezza UNI EN ISO 6506-1:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Brinell - Parte 1: Metodo di prova UNI EN ISO 6506-2:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Brinell - Parte 2: Verifica e taratura delle macchine di prova UNI EN ISO 6506-3:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Brinell - Parte 3: Taratura dei blocchetti di riferimento UNI EN ISO 6506-4:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Brinell - Parte 4: Prospetto dei valori di durezza UNI EN ISO 6507-1:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Vickers - Parte 1: Metodo di prova UNI EN ISO 6507-2:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Vickers - Parte 2: Verifica e taratura delle macchine di prova UNI EN ISO 6507-3:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Vickers - Parte 3: Taratura dei blocchetti di riferimento UNI EN ISO 6507-4:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Vickers - Parte 4: Prospetto dei valori di durezza UNI EN ISO 6508-1:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Rockwell - Parte 1: Metodo di prova (scale A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) UNI EN ISO 6508-2:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Rockwell - Parte 2: Verifica e taratura delle macchine di prova (scale A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) UNI EN ISO 6508-3:2006 Materiali metallici - Prova di durezza Rockwell - Parte 3: Taratura dei blocchetti di riferimento (scale A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) UNI EN ISO 868:2005 Materie plastiche ed ebanite - Determinazione della durezza per penetrazione di un durometro (durezza Shore)

LA MISURA DI DUREZZA

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